DE3877130T2 - Ecl-ttl-pegelumsetzer. - Google Patents

Ecl-ttl-pegelumsetzer.

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DE3877130T2
DE3877130T2 DE8888117938T DE3877130T DE3877130T2 DE 3877130 T2 DE3877130 T2 DE 3877130T2 DE 8888117938 T DE8888117938 T DE 8888117938T DE 3877130 T DE3877130 T DE 3877130T DE 3877130 T2 DE3877130 T2 DE 3877130T2
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Description

    Hintergrund der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Pegelumsetzerschaltung zur Wandlung eines ECL(Emitter-Coupled Logic)-Pegelsignals in ein TTL(Transistor-Transistor-Logic)-Pegelsignal, und insbesondere eine Pegelumsetzerschaltung mit einem dreistufigen TTL-Ausgangspegel.
  • Schaltungen wurden bisher durch ECL und CML gebildet, zur Ausbildung von Hochgeschwindigkeits-Logikschaltungen. Insbesondere wurde ECL auf den Markt gebracht mit verschiedenen Funktionen wie beispielsweise Standard-SSI-Vorrichtungen. In den letzten Jahren wurden LSIs und kundenspezifische Masterslices (semi-custom master slices) aus ECL auf den Markt gebracht. Zur Ausnutzung ihrer Hochgeschwindigkeitseigenschaften verwenden diese Vorrichtungen normalerweise eine ECL-Schnittstelle im Eingangs-/Ausgangsbereich. Die ECL-Schnittstelle ist sehr effektiv und ermöglicht es, das höchste System auszubilden, wenn das auszubildende System überall den ECL-Logikpegel aufweist, und weder TTL- noch CMOS-Vorrichtungen unterschiedlicher Logikpegel verwendet. Ein solcher Fall ist jedoch auf die Peripherie des Hauptteils eines großen Computers beschränkt. In allgemeinen Logikvorrichtungen sind eine Vielzahl von Schnittstellenpegeln erforderlich, begleitet durch die Implementierung der neuesten Mikrocomputersteuerung oder des Halbleiterspeichers. Das bedeutet, daß der Hochgeschwindigkeits-Betriebsbereich der Vorrichtung durch ECL gebildet ist, sein Steuerbereich jedoch durch einen Mikrocomputer gesteuert wird, der eine Standardvorrichtung ist, und der Speicherbereich durch eine billig aufgebaute Halbleiterspeichervorrichtung gebildet ist, die ebenfalls eine Standardvorrichtung ist. Heutzutage sind diese Standardprodukte ausgebildet, um die Anforderungen der Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle der meisten allgemeinen TTL- oder CMOS-Pegel zu erfüllen. Selbst in dem durch ECL gebildeten Bereich, da sein Integrationsgrad ansteigt, wird es deshalb schwierig, die Logik in einer Form zu erhalten, in der der Schnittstellenpegel vollständig separiert ist. Selbst in einer reinen ECL-Vorrichtung müssen deshalb einige Eingabe- /Ausgabeanschlüsse Signale auf dem TTL oder CMOS-Pegel eingeben bzw. ausgeben. In einer konventionellen Einrichtung, die die Schnittsteile verwendet, wird ein Pegelumsetzer-IC als Standardprodukt zur Wandlung des TTL-Pegels in den ECL- Pegel oder zur Wandlung des ECL-Pegels in den TTL-Pegel verwendet, wie beispielsweise in "MECL INTEGRATED CIRCUITS DATA BOOK" Nr. 3, September 1973, MOTOROLA Inc. 3-56, dargestellt ist.
  • Ein Pegelumsetzer kann ein Eingangssignal mit ECL-Pegel mit zwei Zuständen (ECL-Hochpegelzustand und ECL-Niedrigpegelzustand) in ein TTL-Pegel-Ausgangssignal mit drei Zuständen (TTL-Hochpegelzustand, TTL-Niedrigpegelzustand und TTL-Schwebezustand) wandeln. Der Pegelumsetzer mit dreistufigem TTL-Ausgangspegel kann durch Zufügung von Schaltungselementen zu einem Pegelumsetzer mit zwei Stufen TTL-Ausgangspegel (TTL-Hochpegelzustand und TTL-Niedrigpegelzustand) zur Ausbildung des schwebenden Ausgangszustandes aufgebaut werden. Andererseits ist der Ausgangsanschluß des Pegelumsetzers des Dreistufen-TTL-Ausgangs häufig mit einer Busleitung verbunden, und kann somit mit TTL-Ausgangsanschlüssen anderer ICs verbunden werden. In diesem Fall muß der Pegelumsetzer so ausgebildet sein, daß, wenn die Zuführung der negativen Spannungsquelle hinter der positiven Spannungsquelle verzögert ist, oder wenn die negative Spannungsquelle unterbrochen ist, sein Ausgangsanschluß eine hohe Impedanz zeigt, d.h. im Schwebezustand ist, um die anderen ICs, die mit dem Ausgangsanschluß des Pegelumsetzers verbunden sind, vor Beschädigung zu schützen. Aufgrunddessen ist in einem Pegelumsetzer eine Schutzschaltung erforderlich. Das bedeutet für einen bekannten Pegelumsetzer mit dreistufiger TTL-Ausgabe, daß beide Schaltungen erforderlich sind, eine zur Ausbildung des Schwebezustandes des Ausgangsanschlusses entsprechend dem ECL-Eingangssignal und der andere zur Ausbildung eines Schwebezustandes des Ausgangsanschlusses gegen ungewöhnliche Spannungsversorgungsbedingungen. Aufgrunddessen erfordert der Pegelumsetzer mit dreistufigem TTL-Ausgang gemäß dem Stand der Technik viele Schaltungselemente, wodurch die Chip-Größe steigt, was eine Hochintegration der Vorrichtung behindert und den Hochgeschwindigkeitsbetrieb aufgrund von unvorteilhaften Übergangskapazitäten der Schaltungselemente verschlechtert.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Es ist dementsprechend eine Aufgabe der Erfindung, einen Pegelumsetzer mit dreistufigem TTL-Ausgang zu schaffen, in dem der Schwebezustand des Ausgangsanschlusses in Abhängigkeit vom Eingangssignalzustand und der Schwebezustand des Ausgangsanschlusses gegen ungewöhnliche Spannungsversorgungsbedingungen mit einer geringen Anzahl von Schaltungselementen erreicht werden, so daß eine hohe Integrationsdichte und ein Hochgeschwindigkeitsbetrieb der Vorrichtung realisiert werden können.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Signalpegelumsetzer gelöst, der in Anspruch 1 definiert ist; die abhängigen Ansprüche betreffen weitere Entwicklungen der Erfindung.
  • Die Schalteinrichtung kann durch einen zweiten Transistor mit einer Basis, einem Kollektor und einem Emitter gebildet werden, wobei die Basis des zweiten Transistors mit der Massenpotentialleitung verbunden ist, der Emitter des zweiten Transistors mit dem dritten Anschluß der zweiten logischen Stromschalt-Schaltung und der Kollektor des zweiten Transistors mit der Basis des ersten Transistors verbunden sind. In diesem Fall kann die zweite logische Stromschalt- Schaltung einen Ausgangstransistor aufweisen, mit einem Kollektor, der den dritten Anschluß bildet, so daß wenn der Ausgangstransistor der zweiten logischen Stromschalt-Schaltung leitend ist, der zweite Transistor leitend wird und der erste Transistor nicht leitend wird. Und wenn der Ausgangstransistor der zweiten logischen Stromschalt-Schaltung nicht leitend ist, der zweite Transistor nicht leitend wird und der erste Transistor leitend wird.
  • Die Schalteinrichtung kann durch eine dritte Diode gebildet sein mit einer Anode und einer Kathode, wobei die Anode der dritten Diode mit der Basis des ersten Transistors verbunden ist, und die Kathode der dritten Diode mit dem dritten Anschluß der zweiten logischen Stromschalt-Schaltung verbunden ist. In diesem Fall kann die zweite logische Stromschalt-Schaltung einen Ausgangstransistor aufweisen mit einem Kollektor, der einen dritten Anschluß bildet, so daß wenn der Ausgangstransistor der zweiten logischen Stromschalt-Schaltung leitend ist, die dritte Diode leitend wird und der erste Transistor nicht leitend wird, und wenn der Ausgangs-Transistor der zweiten logischen Stromschalt- Schaltung nicht leitend ist, die dritte Diode nicht leitend und der erste Transistor leitend werden.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Fig. 1 zeigt eine bekannte Pegelumsetzerschaltung mit einem zweistufigem TTL-Ausgang;
  • Fig. 2 ist ein Diagramm zur Erläuterung der bekannten Pegelumsetzerschaltung mit dreistufigem TTL-Ausgang;
  • Fig. 3 ist ein Diagramm zur Erläuterung einer Ausführungsform der Erfindung; und
  • Fig. 4 ist ein Diagramm zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • Beschreibung bekannter Technik
  • Bezugnehmend auf Fig. 1 umfaßt eine logische Stromschalt- Schaltung 50 eine Konstantstromquelle 34, die mit ihrem einen Ende mit einer negativen Spannungsversorgungsleitung (VEE-Leitung) 7 von -5,2 Volt verbunden ist, und bipolare npn-Transistoren 8 und 9. Die Emitter der Transistoren 8, 9 sind mit dem anderen Ende der Konstantstromquelle 34 gemeinsam verbunden und die Basis des Transistors 9 ist mit einem Bezugspotential verbunden, von dem ein Bezugspotential Vref für das ECL-Signal, etwa -1,3 Volt, zugeführt wird. Die Basis des Transistors 8 ist mit einem Eingangsanschluß (IN) 1, von dem ein ECL-Eingangssignal zugeführt wird, verbunden, und der Kollektor des Transistors 8 ist mit einer Massepotentialleitung (GND-Leitung 5 von 0 (Null) Volt verbunden. Eine TTL-Ausgangsschaltung, die mit der Massenpotentialleitung 5 und einer positiven Spannungsversorgungsleitung (Vcc-Leitung) 6 von +5,0 Volt verbunden ist, umfaßt einen Bipolartransistor 15 vom Schottky-Barrierendiodentyp, der als Ausgangstransistor dient und mit seinem Emitter mit der Massenpotentialleitung 5 und mit seinem Kollektor mit einem Ausgangs-Anschluß (OUT) 4 verbunden ist und an den ein TTL-Ausgangssignal von der Schaltung des Umsetzers abgegeben wird und von dem das Signal ausgegeben wird, wobei ein bipolarer npn-Transistor 12 als Ausschaltbuffer-Transistor dient, der mit seinem Emitter mit dem Ausgangsanschluß 4 und mit dem Kollektor des Transistors 14 verbunden ist und mit seinem Kollektor mit der positiven Spannungsleitung 6 über einen Widerstand 30, einen bipolaren npn-Transistor 15 vom Schottky-Barrieren-Diodentyp, der als Ausschaltbuffer-Transistor mit dem Transistor 12 dient, der mit seinem Emitter mit der Basis des Transistors 12 und mit der Massenpotentialleitung 5 über einen Widerstand 29 verbunden ist und mit seinem Kollektor mit der positiven Spannungsversorgungsleitung über den Widerstand 30 und mit dem Kollektor des Transistors 12 verbunden ist und einen bipolaren npn-Transistor vom Schottky-Barrierentyp 13, der als Phasenteilerstufentransistor dient, der mit seinem Emitter mit der Basis des Transistors 14 und mit dem Massenpotential 5 über einen Widerstand 28 verbunden ist und mit seinem Kollektor mit der Basis des Transistors 15 und der positiven Spannungsversorgungsleitung 6 über einen Widerstand 27 verbunden ist. Die Basis des Transistors 13 ist mit der positiven Spannungsversorgungsleitung 6 über einen Widerstand 26 und mit dem Kollektor des Transistors 9 in der logischen Stromschalt-Schaltung 50 verbunden. Wenn ein ECL-Hochpegelsignal -0,9 Volt dem Eingangsanschluß 1 eingegeben wird, wird ein TTL-Niedrigpegelsignal von +0,3 Volt vom Ausgangsanschluß 4 ausgegeben, und wenn ein ECL-Niedrigpegelsignal von -1,7 Volt eingegeben wird, wird ein TTL- Hochpegelsignal von +3,5 Volt ausgegeben.
  • In der vorliegenden Beschreibung bedeutet der Begriff "bipolarer npn-Transistor vom Schottky-Barrierendiodentyp" einen Bipolartransistor, in dem eine Schottky-Barrierendiode zwischen der Basis des P-diffundierten Bereichs und dem Kollektor des N-diffundierten Bereichs derart vorgesehen ist, daß die Anode der Diode mit der Basis und die Kathode der Diode mit dem Kollektor verbunden sind und der Emitter des N-diffundierten Bereich in der Basis ausgebildet ist.
  • Bezugnehmend auf Figur 2 wird ein bekannter Pegelumsetzer mit dreistufigem TTL-Ausgangspegel erläutert. In Figur 2 werden diesselben Komponenten wie die der Figur 1 mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.
  • Zur Ausbildung eines Schwebezustandes, d.h. eines hochimpedanten Zustandes, am TTL-Pegel-Ausgangsanschluß 4 in Abhängigkeit von einem ECL-Pegel Eingangssignal wird eine Schaltung A, die durch eine gestrichelte Linie umgeben ist, zugefügt. Die Schaltung A umfaßt eine logische Stromschalt- Schaltung 60 und Schottky-Barrierendioden 20 und 21. Die logische Stromschalt-Schaltung 60 und Schottky-Barrierendioden 20 und 21. Die logische Stromschalt-Schaltung 60 umfaßt eine Konstantstromquelle 35, die mit ihrem einen Ende mit der negativen Spannungsversorgungsleitung 7 verbunden ist, und bipolare npn-Transistoren 10, 11. Die Emitter der Transistoren 10, 11 sind gemeinsam mit dem anderen Ende der Konstantstromquelle 35 verbunden, und die Basis des Transistors 11 ist mit dem Bezugspotentialanschluß 3 mit der Basis des Transistors 9 verbunden. Die Basis des Transistors 10 ist mit einem Dreistufen-Steuereingangsanschluß (IN') 2 verbunden und der Kollektor des Transistors 10 ist mit der Massepotentialleitung 5 verbunden. Die Kathoden der Dioden 20, 21 sind gemeinsam mit dem Kollektor des Transistors 11 verbunden. Die Anode der Diode 21 ist mit der Basis dem Transistors 13 und dem Kollektor des Transistors 9 verbunden, und die Anode der Diode 20 ist mit dem Kollektor des Transistors 13 und der Basis des Transistors 15 verbunden.
  • Wenn ein ECL-Niedrigpegelsignal von -1,7 Volt dem Dreistufen-Steuereingangsanschluß 2 zugeführt wird, werden die Transistoren 12 und 14 ausgeschaltet, d.g. sie werden nichtleitend, und der Ausgangsanschluß 4 zeigt eine hohe Impedanz, d.h. ein Schwebezustand, unabhängig von dem ECL- Eingangssignalpegel (hoher Zustand oder niedriger Zustand) der vom Eingangsanschluß 1 zugeführt wird. Andererseits, wenn ein ECL-Hochpegelsignal von -0,9 Volt dem Dreistufen- Steuereingangsanschluß 2 zugeführt wird, zeigt der Ausgangsanschluß 4 einen TTL-Hochpegel oder einen TTL-Niedrigpegel in Abhängigkeit von einem ECL-Eingangssignal, das dem Eingangsanschluß 1 zugeführt wird, wie anhand von Fig. 1 dargestellt wurde. Aufgrunddessen hat der Umsetzer gemäß Fig. 2 einen dreistufigen TTL-Ausgangspegel (hoher Pegel von +3,5 Volt, niedriger Pegel von +0,3 Volt und Schwebepegel).
  • Die Schaltung der Fig. 2 erzeugt ein dreistufiges ECL-Ausgangssignal und ihr Ausgangsanschluß ist häufig mit einer Busleitung (nicht dargestellt) verbunden und kann somit mit TTL-Ausgangsanschlüssen anderer ICs (nicht dargestellt) verbunden sein. Das bedeutet, daß die Inverter-Schaltung so ausgestaltet sein muß, daß der Ausgangsanschluß 4 eine hohe Impedanz zeigt, d.h. einen Schwebezustand, so daß andere ICs nicht beschädigt werden, wenn die Reihenfolge der Zuführung der Spannungsquelle der negativen Spannungsquelle 7 hinter der positiven Spannungsquelle 6 verzögert ist oder wenn die negative Spannungsquelle 7 unterbrochen ist. Aufgrunddessen ist in Fig. 2 eine Schutzschaltung B, die durch eine gestrichelte Linie umgeben ist, zusätzlich zugefügt. Die Schutzschaltung B umfaßt einen bipolaren npn-Transistor vom Schottky-Barrieren-Diodentyp, Schottky-Barrieren-Dioden 18 und 19 und Widerstände 31 und 32. Die Basis des Transistors 16 ist mit der positiven Spannungsversorgungsleitung 6 durch den Widerstand 31 und mit der negativen Spannungsversorgungsleitung 6 durch den Widerstand 31 und mit der negativen Spannungsversorgungsleitung 7 durch den Widerstand 32 verbunden, und der Emitter des Transistors 16 ist mit der Massepotentialleitung 5 verbunden. Die Kathoden der Dioden 18, 19 sind mit dem Kollektor des Transistors 16 gemeinsam verbunden. Die Anode der Diode 18 ist mit der Basis des Transistors 15 und die Anode der Diode 19 ist mit der Basis des Transistors 13 verbunden. Im Zustand unregelmäßiger Spannungsversorgung, der oben beschrieben wurde, ist der Transistor 16 eingeschaltet (leitend), und beide Transistoren 14 und 12 sind ausgeschaltet (nichtleitend). Aufgrunddessen zeigt der Ausgangsanschluß 4 einen hochimpedanten Zustand, d.h. einen Schwebezustand zum Schutz anderer ICs (nicht dargestellt), die mit dem Ausgangsanschluß 4 verbunden sind, vor Beschädigung. Der Schwebezustand aufgrund des Zustandes unregelmäßiger Spannungsversorgung ist der gleiche wie der Schwebezustand durch ein ECL- Eingangssignal, da beide durch das Nichtleiten der Transistoren 12 und 14 (ausgeschalteter Zustand) gebildet werden. Andererseits, im Zustand der normalen Spannungsversorgung, bei dem die negative Spannung von -5,2 Volt über die Leitung 7 zugeführt wird, behält der Transistor 16 den Ausschaltzustand aufgrund der Widerstandswerte der Widerstände 31 und 32 bei, und der normale Umsetzerbetrieb, der oben erwähnt wurde, wird durchgeführt.
  • Der Umsetzer gemäß Figur 2 benötigt beide Schaltungen A und B und verursacht somit ein Ansteigen der Chip-Größe. Desweiteren sind die Eigenschaften des Hochgeschwindigkeitsbetriebs der Schaltung aufgrund der Übergangskapazitäten der Dioden 19, 21, die mit der Basis des Phasenteiler-Stufentransistor 13 verbunden sind, verschlechtert aufgrund der ansteigenden Kapazität , die der Verdrahtung zugeordnet ist, aufgrund der Übergangskapazitäten der Dioden 18, 20, die mit dem Kollektor des Phasenteiler-Stufentransistors 13 verbunden sind, und durch die ansteigende Kapazität, die der Verdrahtung zugeordnet ist. Desweiteren, zur Erreichung eines dreistufigen Ausgangs mit Schwebezustand am Ausgangsanschluß 4, während ein ECL-Niedrigpegelsignal (-1,7 Volt) dem Dreistufen-Steuereingangsanschluß 2 zugeführt wird, müssen die elektrischen Ströme, die in die Widerstände 26 und 27 fließen, alle von der Konstantstromquelle 35 aufgenommen werden. Insbesonder hat der Widerstand 27 einen relativ kleinen Widerstandswert. Aufgrunddessen steigt der Verbrauch elektrischer Leistung, da der Strom, der durch den Widerstand 27 fließt, ferner von der positiven Spannungsquelle 6 zur negativen Spannungsguelle 7 fließt. In der obenbeschriebenen, bekannten Schaltung zur Wandlung des Pegels von der logischen Stromschalt-Schaltung mit dreistufigem TTL-Ausgang in TTL ist die Schaltung B unabhängig von der Dreistufen-Steuerschaltung A ausgebildet, um den anderen IC in dem Fall zu schützen, indem die Reihenfolge zur Zuführung der negativen Spannungsquelle hinter die positive Spannungsquelle verzögert ist, oder in dem Fall, in dem die negative Spannungsquelle unterbrochen ist.
  • Erfindungsgemäß umfaßt andererseits die Dreistufen-Steuerschaltung in äquivalenter Weise eine Schaltung, die den IC für den Fall schützt, in dem die Spannungszuführung defekt ist, was einen Unterschied zur bekannten Technik darstellt.
  • Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
  • Bezugnehmen auf Fig. 3 wird eine Ausführungsform der Erfindung erläutert. In Fig. 3 sind diesselben Komponenten wie in den Figuren 1 und 2 durch diesselben Bezugsziffern bezeichnet. Der Signalumsetzer der Fig. 3 ist durch Zufügung einer Schaltung C, die durch eine gestrichtelte Linie umgeben ist, zum Signalumsetzer der Fig. 1 aufgebaut. Die Schaltung C gemäß der Erfindung hat eine dreistufige TTL- Ausgangsfunktion und die Schutzfunktion. Das bedeutet, daß die Schaltung C der Fig. 3 für beide Schaltungen A und B der Fig. 2 eingesetzt werden kann. Die Schaltung C umfaßt eine logische Stromschalt-Schaltung 70, bipolare nbn-Transistoren vom Schottky-Barrieren-Diodentyp 17, 46, Schottky- Barrieren-Dioden 22 und 23 und einen Widerstand 33. Die logische Stromschalt-Schaltung 70 umfaßt eine Konstantstromquelle 36, die mit der negativen Spannungsversorgungsleitung (VEE) 7 mit -5,2 Volt an ihrem einen Ende verbunden ist und bipolare npn-Transistoren 10, 11. Die Emitter der Transistoren 10 und 11 sind mit dem anderen Ende der Konstantstromquelle 36 gemeinsam verbunden, und die Basis des Transistors 11 ist mit dem Bezugspotentialanschluß 3 verbunden, um mit der Bezugsspannung Vref für das ECL-Signal versorgt zu werden, etwa -1,3 Volt, mit der Basis des Transistors 9. Die Basis des Transistors 10 ist mit dem Dreistufen-Steuereingangsanschlup 2 verbunden, und der Kollektor des Transistors 10 ist mit der Massepotentialleitung (GND) 5 von null Volt verbunden. Der Emitter des Transistors 17 ist mit dem Kollektor des Transistors 11 verbunden, und die Basis des Transistors 17 ist mit der Massepotentialleitung 5 verbunden. Der Kollektor des Transistors 17 ist mit der positiven Spannungsquellenleitung (Vcc) 6 von +5,0 Volt über den Widerstand 33 und mit der Basis des Transistors 46 verbunden. Der Emitter des Transistors 46 ist mit der Massepotentialleitung von null Volt verbunden, und die Kathoden der Dioden 22, 23 sind gemeinsam mit dem Kollektor des Transistors 46 verbunden. Die Anode der Diode 22 ist mit der Basis des Ausschalt-Buffertransistors 15 und mit dem Kollektor des Phasenteiler-Stufen-Transistors 13 verbunden, und die Anode 23 ist mit der Basis des Phasenteiler-Stufentransistors 13 und mit dem Kollektor des Transistors 9 in der logischen Stromschalt- Schaltung 15 verbunden.
  • Im Folgenden wird der Betrieb erläutert. Wenn ein ECL-Hochpegelsignal von -0,9 Volt dem Dreistufen-Eingangsanschluß (IN') 2 zugeführt wird, wird der Transistor 10 eingeschaltet (leitend) und die Transistoren 11 und 17 werden ausgeschaltet (nichtleitend), so daß der Transistor 46 eingeschaltet wird (leitend) durch den Widerstand 33. Die durch die Widerstände 26 und 27 fliegenden Ströme bilden einen Kollektorstrom des Transistors 46 über die Dioden 23 und 22. Folglich werden die Transistoren 12 und 14 ausgeschaltet (nichtleitend) und der Ausgangsanschluß 4 zeigt einen hochimpedanten Zustand, d.h. einen Schwebezustand, unabhängig von dem ECL-Eingangssignalpegel (hoher Zustand oder niedriger Zustand), der durch den Eingangsanschluß zugeführt wird. Andererseits, wenn ein ECL-Niedrigpegelsignal von -1,7 Volt dem Dreistufen-Steuereingangsanschluß 2 zugeführt wird, wird der Transistor 10 ausgeschaltet und die Transistoren 11 und 17 werden eingeschaltet, wodurch der Transistor 46 ausgeschaltet wird und der Ausgangsanschluß 4 einen TTL-Niedrigpegel von +0,3 Volt entsprechend einem ECL-Hochpegel von -0,9 Volt, der über den Eingangsanschluß 1 zugeführt wird, zeigt, und einen TTL Hochpegel von +3,5 Volt in Abhängigkeit von einem ECL-Niedrigpegel von -1,7 Volt, der durch den Eingangsanschluß 1 zugeführt wird Aufgrunddessen zeigt der Konverter der Fig. 3 einen dreistufigen TTL-Ausgangspegel (hoher Pegel von 3,5 Volt, niedriger Pegel von 0,3 Volt und Schwebepegel).
  • Andererseits, im Fall daß die Reihenfolge zur Zuführung der Spannungsquelle der negativen Spannugsquelle 7 hinter der positiven Spannungsquelle 6 zurückhinkt oder im Fall, daß die negative Spannungsquelle 7 unterbrochen ist, werden die Transistoren 11 und 17 ausgeschaltet (nichtleitend) und der Transistor 46 ist eingeschaltet (leitend) durch den Widerstand 33. Die durch die Widerstände 26 und 27 fließenden Ströme bilden einen Kollektorstrom des Transistors 46 über die Dioden 23 und 22. Folglich werden die Transistoren 12 und 14 ausgeschaltet (nichtleitend) und der Ausgangsanschluß 4 hält einen Schwebezustand, um andere ICs (nicht dargestellt), die mit dem Ausgangsanschluß 4 verbunden sind, zu schützen. Zum Zeitpunkt, wenn eine normale negative Spannung von -5,2 Volt über die Leitung 7 zugeführt wird, wird der oben beschriebene dreistufige Wandlerbetrieb durchgeführt.
  • Das bedeutet, daß die Dreistufen-Steuerschaltung in dieser Schaltung eine Schaltung aufweist, die den Ausgang veranlaßt, einen Schwebezustand aufzuweisen, für den Fall, daß die Spannungsversorgung defekt ist. Aufgrunddessen macht es diese Schaltung möglich, die Anzahl der Elemente im Vergleich mit der der bekannten Schaltung der Figur 2 zu vermindern und desweiteren die Anzahl der Dioden, die mit der Basis und dem Kollektor des Phasenteilerstufentransistors 13 verbunden sind, zu vermindern, was es möglich macht, die Übergangskapazitäten und die Verdrahtungskapazitäten, die mit der Basis und dem Kollektor verbunden sind, zu vermindern. Aufgrunddessen können die Chipgröße reduziert und die Betriebsgeschwindigkeit der Schaltung erhöht werden.
  • Desweiteren erreichen in der bekannten Schaltung gemäß Figur 2 elektrische Ströme, die durch die Widerstände 26 und 27 fließen, die negative Spannungsquelle 7 über die Diode 20, 21, den Transistor 11 und die Konstantstromquelle 35 in der Bedingung, in der das ECL-Niedrigpegelsignal dem Dreistufen-Steuereingangsanschluß 2 zugeführt wird und der Ausgang 4 den Schwebezustand zeigt. Andererseits erreichen bei der erfindungsgemäßen Schaltung die obengenannten Ströme die Massepotentialleitung 5 über die Dioden 22, 23 und den Transistor 46, was zu einer Verminderung des Verbrauchs elektrischer Leistung beiträgt.
  • Fig. 4 ist ein Diagramm der Schaltverbindung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. In Fig. 4 sind diesselben Komponenten wie in Figur 3 durch diesselben Bezugsziffern bezeichnet. In dieser Ausführungsform ist eine Diode 24 anstatt des Transistors 17 gemäß Figur 3 eingefügt. Desweiteren ist eine Diode 25 vorgesehen, um das Basispotential des Transistors 46 festzuklemmen, in der Bedingung, in der der Transistor 11 eingeschaltet ist. Der grundsätzliche Betrieb und die Effekte der Schaltung gemäß Fig. 4 sind diesselben wie bei der Schaltung gemäß Figur 3.
  • Wie oben beschrieben wurde, ist bei der vorliegenden Erfindung, die die Schaltung zur Wandlung des Pegels von der logischen Stromschalt-Schaltung mit dreistufigem TTL-Ausgang in TTL betrifft, enthält die Dreistufen-Steuerschaltung in äquivalenter Weise eine Schaltung, die den hochimpedanten Zustand bildet, um den IC zu schützen, wenn die Spannungsversorgung defekt ist. Aufgrunddessen ist die Chip-Größe wegen der verminderten Anzahl von Elementen reduziert, die Schaltung arbeitet wegen der Reduktion der Kapazität mit einer erhöhten Geschwindigkeit und der Verbrauch elektrischer Leistung durch die Schaltung ist wegen einer Änderung des Stromweges im Hochimpedanz-Zustand reduziert.

Claims (4)

1. Signalpegelumsetzer mit:
einer positiven Spannungsversorgungsleitung (6),
einer Massenpotentialleitung (5),
einer negativen Spannungsversorgungsleitung (7),
einer ersten logischen Stromschaltschaltung (50), die mit der Massenpotentialleitung (5) und der negativen Spannungsversorgungsleitung (7) verbunden ist und einen ersten, zweiten und einen dritten Anschluß aufweist und ein Signal an den dritten Anschluß in Abhängigkeit von einem Vergleich von Signalen, die dem ersten und dem zweiten Anschluß zugeführt werden, ausgibt,
einer zweiten logischen Stromschaltschaltung (70), die mit der Massenpotentialleitung (5) und der negativen Spannungsversorgungsleitung (7) verbunden ist und einen ersten, zweiten und einen dritten Anschluß aufweist und ein Signal an den dritten Anschluß in Abhängigkeit von einem Vergleich von Signalen, die dem ersten und dem zweiten Anschluß zugeführt werden, ausgibt,
einem Eingangsanschluß (1), der mit dem ersten Anschluß der ersten logischen Stromschaltung (50) verbunden ist,
einem Dreistufen-Steuereingangsanschluß (2), der mit dem ersten Anschluß der zweiten logischen Stromschaltschaltung (70) verbunden ist,
einem Bezugspotentialanschluß (3), der mit den zweiten Anschlüssen der ersten und der zweiten logischen Stromschaltschaltung (50,70) verbunden ist,
einer TTL-Schaltung, die mit der positiven Spannungsversorgungsleitung (6) und der Massenpotentialleitung (5) gekoppelt ist und einen Phasenteilerstufen-Transistor (13) aufweist, einen Ausgangstransistor (14) und einen Ausschaltbuffer-Transistor (12), wobei der Phasenteilerstufen-Transistor (13) eine Basis, einen Kollektor und einen Emitter aufweist, der Kollektor mit der Basis des Ausschaltbuffer- Transistors (12) und der Emitter mit der Basis des Ausgangstransistors (14) gekoppelt ist,
einem Ausgangsanschluß (4), der mit einem Verbindungsteil zwischen dem Ausgangstransistor (14) und dem Ausschaltbuffer-Transistor (12) verbunden ist,
einer ersten Diode (22), die eine Anode und eine Kathode aufweist, wobei die Anode mit dem Kollektor des Phasenteilerstufen-Transistors (13) verbunden ist,
einer zweiten Diode (23), die eine Anode und eine Kathode aufweist, wobei die Anode mit der Basis des Phasenteilerstufen-Transistors (13) verbunden ist, und
einer Verbindungseinrichtung zum Verbinden des dritten Anschlusses der ersten logischen Stromschaltschaltung (50) mit der Basis des Phasenteilerstufen-Transistors (13), um ein Signal von der ersten logischen Stromschaltschaltung (50) an die Basis des Phasenteilerstufen-Transistors (13) zu senden,
gekennzeichnet, durch
einen ersten Transistor (46) mit einer Basis, einem Kollektor und einem Emitter, wobei die Basis über einen Widerstand (33) mit der positiven Spannungsversorgungsleitung (6) verbunden ist, der Emitter mit der Massenpotentialleitung (5) verbunden ist und der Kollektor gemeinsam mit den Kathoden der ersten und der zweiten Diode (22,23) verbunden ist, und
eine Schalteinrichtung (17,24), die mit der Basis des ersten Transistors (46) und dem dritten Anschluß der zweiten logischen Stromschaltschaltung (70) verbunden ist, um den ersten Transistor (46) in einen leitenden Zustand oder einen nichtleitenden Zustand zu versetzen entsprechend einem Signal von der zweiten logischen Stromschaltschaltung (70).
2. Signalpegelumsetzer nach Anspruch 1, wobei die Schalteinrichtung durch einen zweiten Transistor (17) mit einer Basis, einem Kollektor und einem Emitter gebildet ist, wobei die Basis des zweiten Transistors (17) mit der Massenpotentialleitung (5) verbunden ist, der Emitter des zweiten Transistors (17) mit dem dritten Anschluß der zweiten logischen Stromschaltschaltung (70) verbunden ist und der Kollektor des zweiten Transistors (17) mit der Basis des ersten Transistors (6) verbunden ist.
3. Signalpegelumsetzer nach Anspruch 1, wobei die Schalteinrichtung durch eine dritte Diode (24) mit einer Anode und einer Kathode gebildet ist, wobei die Anode der dritten Diode (24) mit der Basis des ersten Transistors (46) verbunden ist und die Kathode der dritten Diode (24) mit dem dritten Anschluß der zweiten logischen Stromschaltschaltung (70) verbunden ist.
4. Signalpegelumsetzer nach Anspruch 3, mit ferner einer vierten Diode (25) mit einer Anode und einer Kathode, wobei die Anode der vierten Diode (25) mit der Massenpotentialleitung (5) verbunden ist und die Kathode der vierten Diode (25) mit dem dritten Anschluß der zweiten logischen Stromschaltschaltung (70) mit der Kathode der dritten Diode (24) verbunden ist.
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